泰坦车充产品技术介绍.ppt

1,电动汽车充电电源产品介绍,2,泰坦价值链,决策层 董事会、总经理 （方向性资源配置）,管理层 各职能部门管理 提供支撑服务 （效率性/费用控制）,运营层 持续经营与发展 （增值性/收入增长 /成本控制）,边 际 贡 献,ERP企业资源计划管理,3,泰坦电源技术优势,1、拥有17年电源产品持续开发的历史和丰富的经验。 2、产品用户涉及电力、通信、电动汽车、航空航天、铁路运输、军工等各个重要领域。 3、拥有电源产品的专利技术148项和众多的专用技术，这些专利和专用技术处于国内或国外先进水平。 4、拥有一批具有高素质的电力电子研发团队，支持公司技术的不断创新和发展。 5、拥有完善的质量管理体系和成熟的电源产品生产管理能力。6、多次担任国家电力部联合设计任组长、技术委员单位等 7、研制成功并投入应用的产品多达300多种各类电源 ,4,泰坦参与的电动汽车的相关标准,JB/T 10095-2008 工业蓄电池充电用整流设备 （珠海泰坦公司负责起草） Q/GDW/T 237-2008 电动汽车充电站 布置设计导则 （珠海泰坦公司参加起草） Q/GDW/T XXX-2008 电动汽车充电站 充电监控系统 （珠海泰坦公司参加起草） Q/GDW/T 238-2008 电动汽车充电站 供电系统规范 （珠海泰坦公司参加起草） Q/GDW/T 236-2008 电动汽车充电站 通用技术要求 （珠海泰坦公司参加起草）,5,泰坦参与的电动汽车的相关标准,Q/GDW/T 233-2008 电动汽车非车载充电机 通用要求 （珠海泰坦公司参加起草） Q/GDW/T XXX-2008 电动汽车非车载充电机 试验方法 （珠海泰坦公司参加起草） Q/GDW/T 234-2008 电动汽车非车载充电机 电气接 口规范 （珠海泰坦公司参加起草） Q/GDW/T XXX-2008 电动汽车非车载充电机 通信协议 （珠海泰坦公司参加起草） Q/GDW/T XXX-2008 电动汽车蓄电池充电用整流设备 （珠海泰坦公司参加起草）,6,泰坦参与国家其他相关电源标准,GB 17478-1998 低压直流电源设备的特性和安全要求 GB/T 19826-2005 电力工程直流电源设备通用技术条件及安全 要求 JB/T 10095-2008 工业电池用充电设备 DL/T 857-2004 发电厂、变电所蓄电池用整流逆变设备技术 条件 JB/T-2008 电力工程直流系统用整流设备 DL/T-2007 电力用直流和交流一体化不间断电源设备,7,泰坦车充电源产品开发所依据的标准,泰坦车充产品研发所依据的标准： SAEJl7722001 SAE 电动车辆传导充电连接器 SAEJl7731999 SAE 电动车辆感应充电连接器 Q/GDW/T 237-2008 电动汽车充电站 布置设计导则 Q/GDW/T 238-2008 电动汽车充电站 供电系统规范 Q/GDW/T 236-2008 电动汽车充电站 通用技术要求 Q/GDW/T 233-2008 电动汽车非车载充电机 通用要求 Q/GDW/T 234-2008 电动汽车非车载充电机 电气接口规范,8,泰坦车充产品研发所依据的标准： SAEJl7722001 SAE 电动车辆传导充电连接器 （SAEJl7731999 SAE 电动车辆感应充电连接器 Q/GDW/T 237-2008 电动汽车充电站 布置设计导则 Q/GDW/T 238-2008 电动汽车充电站 供电系统规范 Q/GDW/T 236-2008 电动汽车充电站 通用技术要求 Q/GDW/T 233-2008 电动汽车非车载充电机 通用要求 Q/GDW/T 234-2008 电动汽车非车载充电机 电气接口规范,泰坦车充电源产品开发所依据的标准,9,泰坦作为中国电力电子标准化委员会直流分技术委员会依托单位，已于2008年8月在国家技术监督局公示。,泰坦在电力电子标委会的地位,10,泰坦车充产品研发团队,泰坦车充产品研发队伍由2名博士、7名硕士、15名本科生组成的研发队伍。经过5年不间断开发，研制出30多种车充产品。,11,泰坦车充电源介绍,泰坦车充电源所取得的部分成绩,12,泰坦电动汽车充电电源研发简史,2005年成功为美国AV公司开发出高性能的TQC快速充电电源。 20072009年分别为：万向电动汽车有限公司、中信国安盟固利公司、北汽福田电动汽车事业部、东风襄樊旅行车有限公司、一汽海马有限公司、天津电力公司、常州电力公司、河南省电力公司、北京环卫、杭州电力公司、济南电力公司、威海电力公司、烟台电力公司等30多个单位开发或提供电动汽车充电产品。 2008年参与北京奥运会电动汽车充电站的建设，为奥运充电站提供了75KW整车充电设备。 2009年被选为上海世博会车充产品的供应商，提供系列化车充电源产品。,13,泰坦电动汽车充电电源研发简史,2008年作为863协作单位与中信国安盟固利公司合作，就863项目“锂离子动力电池系统产业化技术研究”中的“电池管理系统的研发及产业化工作”开展合作研究，通过此项目，更加完善了自身充电产品在充电过程中与电池管理的配合。 近两年来，公司与国内两家重要的动力电池厂家进行了深入的合作，分别是浙江万向集团和中信国安盟固利。同时，与普天集团、中海油合作建设电动汽车充电站，泰坦负责提供充电技术和产品。 目前，公司已开发出全系列拥有自主知识产权的电动汽车充电及监控产品。,14,泰坦车充品种和用户,泰坦部分车充电源产品介绍,15,泰坦车充品种和用户,TQC电动车快速充电电源,TQC是根据各种电动车快速充电的需要，利用全新的矩阵平面变压器技术开发出的新一代快速充电设备。该充电器具有输出电压、电流调节范围宽的独特特点，同时具备满足不同蓄电池端电压的充电需要。具有体积小，重量轻，效率高，独特的功能和方便扩展的特性。满足工业电池的电压范围从12V到96V。新一代快速充电器可连续监视和最优化电池的充电过程，采用智能化控制，可实时提供充电器的运行参数和诊断信息。,16,泰坦车载AC/DC电源,应用： 用于小型电动车的车载充电，采用最新的电力电子技术，长寿命设计、绿色高效、自然冷却，抗震动性好，良好的防尘、防潮和防水处理，带CAN总线 ，可以与电池管理、整车监控实现智能通讯，实现智能化管理,17,泰坦车载DC/DC电源,应用： 电动汽车的二次供电电源，经DC-DC变换后给车载仪表和其他车载设备使用。,产品特点： 采用高频谐振软开关技术，体积小、效率高； 电源输出电压控制精度为0.5，电流控制精度为1； 电源输出电压纹波低于0.2； 充电机输入、输出全隔离设计； 电源具有输入过压/欠压保护、输出过流/短路保护、电池反接保护、过热保护等功能； 电源用于车载工况，具有防尘、防水、抗震等特性； 电源的耐压等级、绝缘等级、EMC符合欧洲标准；,18,泰坦便携式车充电源,应用： 便携式车充电源用于中小型电动车的应急充电、维护充电和移动式充电。输出电流、电压从零起调，适应不同类型电池的充电要求。带两个CAN接口，可以实现对电池组的智能化监控管理和充电的智能控制。,19,分箱式（小型）充电站电源,10KW分箱（小型）充电电源,20,应用： 分箱式车（小型）充电站电源用于电池置换式电动车充电站或小型充电站使用，对换下来的每一箱的动力电池或小型电动汽车的整车进行充电。有CAN总线通讯功能可根据蓄电池巡检给定充电曲线运行和跟车载仪表通信。,分箱式（小型）充电站电源,21,分箱式（小型）充电站电源,22,整车（中型）充电站电源,10KW(400V,600V)充电电源,30KW(400V,600V) 电源柜,充电柱,23,整车（中型）充电站电源,应用： 用于电动车固定式中型充电站的电动车充电电源，可以通过模块并联冗余的形式进行系统容量的扩展。通过CAN总线和电池巡检或车载仪表连接，根据电池巡检的给定参数运行，可设定不同的充电运行模式。,24,产品特点： 车充电源系统和充电管理屏分开，由充电管理屏实现对电动车充电的管理、计费和相应的电池状态检测。采用智能化控制，可实时提供充电器的运行参数和诊断信息。 模块化：高频整流模块冗余备份运行，均流度高，通过长时间短路试验和高温老化，可工作于有微机监控器和无微机监控器两种模式，采用成熟的技术和工艺，可靠性高。 智能化控制：模块输出提供调压口、调流口、电压电流反馈模拟信号、外部开关机口等等；可根据蓄电池容量根据监控器给定信号连续设定限流点，根据电池品种连续设定均充、浮充电压。均、浮充充电模式自动转换。 输入功率因数高，电磁兼容性能好：交流输入采用三相有源功率因数校正技术，输入功率因数高达0.99，输入电流畸变率小于5。 采用谐振软开关技术，转换效率高，体积小，整机的峰值效率高达93以上。 输出可长时间短路工作，短路电流恒定为系统最大输出电流。 输出直流电压及电流调节范围宽，可以适用于不同电压等级的蓄电池。 保护齐全：交流电压过高、过低保护；输出过压/欠压、过流保护、温度过高保护、过载保护、蓄电池反接保护、电流冲击浪涌保护。,整车（中型）充电站电源,25,整车（大型）充电站电源,60KW（400V、600V)车充电源系统,充电柱,26,应用： 用于电动车固定式（大型）充电站的电动车充电电源，可以通过模块并联冗余的形式进行系统容量的扩展。通过CAN总线和电池巡检或车载仪表连接，根据电池巡检的给定参数运行，可设定不同的充电运行模式。,整车（大型）充电站电源,27,产品特点： 车充电源系统和充电管理屏分开，由充电管理屏实现对电动车充电的管理、计费和相应的电池状态检测。采用智能化控制，可实时提供充电器的运行参数和诊断信息。 模块化：高频整流模块冗余备份运行，均流度高，通过长时间短路试验和高温老化，可工作于有微机监控器和无微机监控器两种模式，采用成熟的技术和工艺，可靠性高。 智能化控制：模块输出提供调压口、调流口、电压电流反馈模拟信号、外部开关机口等等；可根据蓄电池容量根据监控器给定信号连续设定限流点，根据电池品种连续设定均充、浮充电压。均、浮充充电模式自动转换。 输入功率因数高，电磁兼容性能好：交流输入采用三相有源功率因数校正技术，输入功率因数高达0.99，输入电流畸变率小于5。 采用谐振软开关技术，转换效率高，体积小，整机的峰值效率高达93以上。 输出可长时间短路工作，短路电流恒定为系统最大输出电流。 输出直流电压及电流调节范围宽，可以适用于不同电压等级的蓄电池。 保护齐全：交流电压过高、过低保护；输出过压/欠压、过流保护、温度过高保护、过载保护、蓄电池反接保护、电流冲击浪涌保护。,整车（大型）充电站电源,28,动力蓄电池维护系统,29,应用： 用于电动汽车动力电池的检测和维护，可对动力电池进行充电、放电、暂停、停机等功能控制，对动力蓄电池电压、温度、充放电电量等数据实时显示、数据记录，可检测出落后或故障电池，并可延长电池寿命。,动力蓄电池维护系统,30,动力蓄电池维护系统,31,智能充电柱,32,动力蓄电池维护系统,应用： 用于加油站、小区电动汽车充电状态的人机对话。采用大屏幕触摸屏显示，DSP控制技术，友好的界面，方便用户操作。可实现计时充电和计电度量充电。卡内预先充值，每次充电后根据电度数自动从卡中减去，并打印出票据。,33,动力蓄电池维护系统,34,峰谷平衡充放电电源,应用： 可以利用夜晚的用电低峰期给电池充电，白天给电动汽车使用，降低电动汽车使用成本，还可以把蓄电池的电在用电高峰期通过双向电源返回电网进行发电，相当于一个高效的储能电站。,特点： 一套电源系统即可实现在用电低峰期对电池进行充电，也可把电池的电逆变返回电网，实现电网的峰谷平衡，也可降低电动汽车的使用成本。 系统可以通过冗余方式，通过增加模块的方式进行系统的扩容，方便系统扩展。 系统可以自动设定充放电的分段时间，系统自动完成峰谷平衡的充分电过程。,35,泰坦车充部分用户,泰坦车充用户 泰坦集团公司已经在国内动力电池充电行业的企业中脱颖而出，销售业绩名列前茅。目前，我公司汽车充电机在国内外的销量已达600多套，其中国内重点业绩有： 北京奥运会项目电动汽车整车充电中标单位； 上海世博会全系列电动汽车充电设备； 中信国安盟固利公司充电机配套供应单位； 北京电动环卫车充电机供应商； 北汽福田电动汽车事业部充电设备配套供应商；,36,泰坦车充品种和用户,泰坦车充用户 浙江万向电动汽车公司充电设备配套供应商； 东风襄樊旅行车有限公司充电设备供应商； 一汽海马汽车电动汽车充电设备供应商； 天津电力公司电动汽车充电设备供应单位； 常州电力公司电动汽车充电设备供应单位； 杭州电力公司电动汽车大功率充电设备供应单位； 济南电力公司电动汽车充电设备供应单位； 威海电力公司电动汽车充电设备供应单位; 烟台电力公司电动汽车充电设备供应单位;,37,采用APFC功率因数校正技术，消除了输入无功和谐波干扰，提升电能 利用率，是真正的绿色电源。 采用谐振软开关技术，提升了电源效率，整机效率高达93以上，低 耗散功率，降低了机器温升。 分段式恒定功率设计，宽范围设定输出电压电流，可以大幅度提升充 电速度，快充和慢充可以自由选择。 与分布式电池监测结合，实现电池的智能化充放电管理和均衡充放电 管理。 采用隔离型桥式DC/DC变换器作为主体结构，安全性高； 采用先进高频开关电源技术，运行噪声低； 采用模块并联技术，提高系统可用度指标，易于维护； 保护功能完善，确保人员与车辆的安全； 以DSP作为核心的数字控制系统，智能程度高； 按键及液晶显示屏（LCD）组成的人机交互界面，操作方便； 标准隔离RS-485和CAN2.0B通信接口，实现与电动汽车蓄电池管理系 统、微机监控系统及其他扩展通信连接； 根据电动汽车蓄电池管理系统的充电指令控制蓄电池充电过程，确 保蓄电池充电安全，延长蓄电池使用寿命。,泰坦车充电源的技术特点,38,车充电源应重视的关键技术问题,39,车充电源应重视的关键技术问题,一、谐波和无功功率的危害 1）、可能引起线路或设备串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流。 2）、影响充电站内其他设备的可靠性，使设备（如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作。 3）、干扰充电站内的其他通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚至损坏通信设备。 4）如果车充变电站内接有其他补偿设备如无功补偿或滤波器，这些设备有大量的金属化膜电容器，谐波会加速这些设备金属化膜电容器的老化，甚至发生爆炸。 5）、 污染充电站以外的公用电网，产生谐波损耗，使发、变电和用电设备效率降低；如果充电站网内谐波特别严重，则不但使接入该电网的设备（电视机、计算机等）无法正常工作，甚至会造成故障，而且还会造成向公用电网的中性线注入更多电流，造成超载、发热，影响电力正常输送。,40,车充电源应重视的关键技术问题,6）、 增加输电线路功耗，加速电气设备绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命，如果输电线是电缆线路，与架空线路相比，电缆线路对地电容要大倍，而感抗仅为其，所以很容易形成谐波谐振，造成绝缘击穿。 7）、 增加旋转电机的损耗，国际上一般认为电动机在正常持续运行条件下，电网中负序电压不超过额定电压的，如果电网中谐波电压折算成等值基波负序电压大于这个数值，则附加功耗明显增加。 8）影响变压器工作，谐波电流，特别是次（及其倍数）谐波侵入三角形连接的变压器，会在其绕组中形成环流，使绕组发热。对形连接中性线接地系统中，侵入变压器的中性线的次谐波电流会使中性线发热。,41,车充电源应重视的关键技术问题,消除无功和谐波方法的安全性比较 消除无功和谐波的方法主要有两种： 第一种是在电源里增加三相有源APFC技术，在电源输入端彻底消除无功和谐波干扰，提升能源利用率。 第二种是在配电变压器的输出端利用电感、电容组成单调谐回路消除谐波和无功，或者利用有源补偿设备，产生反方向的谐波输入到电网，与设备的谐波相互抵消，从而消除设备的谐波。 第一种方法采用三相三线APFC技术优点： 1）采用每个功率单元一套APFC电路，对其他设备没有任何干扰和污染，自身的谐波和无功能彻底进行消除，对其他的干扰源又可以进行很好的隔离作用，从技术上彻底消除无功和谐波干扰。 2）有很好的宽输入交流电压工作适应性，在250VAC-500VAC电压范围内都可工作。 3）因为采用APFC和DC/DC变换合为一体的技术，整机的效率高，能耗小，发热量低，可靠性高。 缺点是：充电机成本较高。,42,车充电源应重视的关键技术问题,消除无功和谐波方法的安全性比较 第二种方法采用配电变压器出口端的治理方式 优点是：充电机成本较低。 缺点是： 1）、消除谐波设备和无功补偿设备本身就是一个谐波产生源和无功产生源，有可能产生过补，使系统谐波和无功增大是得其反。 2）、集中补充的方式，补偿设备势必采用串联在电网当中进行无功和电压补偿，再采用并联回路对电网的谐波进行，因此，如果补偿设备一旦瘫痪，整个充电专用变压器所带的所有用电全部瘫痪，从而造成大面积停电。 3）、集中补偿解决的无功和谐波问题只是对上一级电网，消除了对上一级电网的无功、谐波干扰和对变压器的影响，对区域内的用电设备却没有消除无功和谐波干扰问题，区域内的谐波和无功对区域内的设备危害依然存在。包括对通信设备的干扰、系统谐振过电压过电流、设备发热量增大、绝缘降低等等危害。,43,车充电源应重视的关键技术问题,二、系统效率对系统安全性和经济性的影响问题 例如世博会车充的用电峰值功率达到8MW以上，整机效率对设备发热量、设备的寿命、电能的有效利用率是至关重要的一个指标。如果效率提高3%，将有240KW的能量节约下来，减少了240KW的发热量，降低了设备发热对运行安全、可靠产生的不利因素和隐患。,44,车充电源应重视的关键技术问题,三、三相三线充电设备和三相四线充电设备的安全性和经济性 三相三线减少了中线电缆的投资，消除了三相不平衡时中线产生不平衡电流。三相四线不仅要增加中线电缆的投资，而且三相不平衡时，产生的中线电流和谐波会使中线发热，中线故障会造成整个系统瘫痪的危险。,45,车充电源应重视的关键技术问题,四、输入稳压精度和输出纹波系数对电池寿命和安全的影响 1直流输出纹波系数过大对设备的影响 纹波的主要害处有以下几个方面： 1）、容易在用电器上产生谐波，而谐波会产生较多的危害； 2）、降低了直流电源的效率； 3）、较强的纹波会造成直流浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器； 4）、会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作； 5）、会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作。 理想的纹波参数应该控制在0.2%以内。,46,车充电源应重视的关键技术问题,四、输出稳压精度和输出纹波系数对电池寿命和安全的影响 2直流输出稳压精度对设备的影响 锂离子电池最怕充电电压过高，如果输出稳压精度过高或过低，如果系统对负载突变响应速度过慢，直流输出容易产生过电压，电压过冲容易使锂离子电池过充而产生爆炸的危险。另外过高的过冲电压对电池的过充，会加速了正极板腐蚀并减少了电池寿命;其危害大致有正负极板有效物质的脱落、变形、增加电解液的损耗、干涸，过充电严重时易造成电池温度升高，自放电加速，外壳膨胀鼓包、变形等。因此锂电池充电对充电机输出稳压精度的要求应该在0.5%以下。,47,车充电源应重视的关键技术问题,五、集中功率处理与并联冗余设计对系统运行安全性和维护性之比较 对于重要的电源应用场合，例如：电力系统、电信系统，要求电源必须不能间断，因此要求电源采用冗余并联设计，即使有任何一个模块退出工作，不影响系统的正常运行。而且要求采用模块化热插拔设计，方便及时更换。 集中功率处理的优点：整机成本低； 缺点是： 1）一旦产品出现任何一个问题，整个系统就会瘫痪，造成无法充电； 2）系统出现问题时，必须有专业的技术人员到场维修才能解决问题，维修时间长，而且设备不具备互换性。 并联冗余设计和模块热插拔设计的缺点是：系统成本高；,48,车充电源应重视的关键技术问题,五、集中功率